[发明专利]带自对准栅极的快闪存储单元及其制造方法

权利要求书

1．一种非易失性存储单元，包括：

具有有源区的衬底；有源区上的栅极氧化物；隔离氧化物，从栅极氧化物的相对侧面上的衬底向上延伸到栅极氧化物宽度的80％到160％数量级的高度；栅极氧化物上的浮栅，具有薄底壁和延伸到隔离氧化物顶部的侧壁，由此侧壁的高度为底壁宽度的80％到160％的数量级；覆盖在浮栅上的介质膜；以及位于介质膜上容性耦合到浮栅的控制栅。

2．根据权利要求1的存储单元，其中浮栅的底壁的厚度为100到1000数量级。

3．根据权利要求1的存储单元，其中浮栅由选自多晶硅和非晶硅组成的组中的硅材料制成。

4．根据权利要求3的存储单元，其中硅材料掺杂有选自磷、砷和硼组成的组中的材料。

5．根据权利要求1的存储单元，其中栅极氧化物的厚度为70到250数量级。

6．根据权利要求1的存储单元，其中浮栅的侧边与控制栅的侧边对准。

7．根据权利要求1的存储单元，其中浮栅的两个侧边与控制栅的两个侧边对准。

8．一种具有浮栅的半导体器件的制造方法，包括以下步骤：

在衬底中有源区的两个相对侧面上形成隔离氧化物，高度为衬底上有源区宽度的80％到160％数量级的高度；在有源区上形成栅极氧化层；在栅极氧化物上以及沿隔离氧化物的侧面淀积第一层硅，形成具有基本上与栅极氧化物共同延伸的底壁和高度为底壁宽度的80％到160％数量级的侧壁的浮栅；在浮栅上形成介质膜，在介质膜上淀积第二层硅并形成与浮栅耦合的控制栅。

9．根据权利要求8的方法，其中隔离氧化区通过以下步骤形成：

在衬底上形成临时层，高度为有源区宽度的80％到160％数量级，淀积氧化物到临时层以上的程度，平面化氧化物到临时层的高度，以及除去临时层。

10．根据权利要求9的方法，其中部分氧化物淀积在衬底中的浅沟槽中。

11．根据权利要求8的方法，其中隔离氧化区通过以下步骤形成：在衬底上形成临时层，高度为有源区宽度的80％到160％数量级，生长氧化物到临时层以上的程度，平面化氧化物到临时层的高度，以及除去临时层。

12．一种具有浮栅的半导体器件的制造方法，包括以下步骤：

在衬底上有源区的两个相对侧面上形成隔离氧化物；在有源区中的衬底上形成栅极氧化物；在栅极氧化物上和隔离氧化物的侧面和顶部淀积第一层硅；在第一层硅上形成氮化层；在氮化层上形成临时氧化物；平面化临时氧化物到氮化物的顶部，以露出隔离氧化物上的氮化物并在有源区中留下临时氧化物；使用氧化物做掩模腐蚀掉隔离氧化物上的氮化物并在有源区中留下氮化物；从有源区中的氮化物上除去临时氧化物；使用有源区中的氮化物作掩模腐蚀掉隔离氧化物上的硅并在有源区中留下硅形成与隔离氧化物的侧面对准的浮栅；从有源区除去氮化物露出浮栅；在浮栅和隔离氧化物上形成介质膜；在介质膜上淀积第二层硅；以及构图第二层硅形成通过介质膜与浮栅容性耦合的控制栅。

13．根据权利要求12的方法，包括以下步骤：

在第二硅层上设置掩模，以及穿过掩模腐蚀控制栅和浮栅以在两个栅极上形成对准的侧边。

14．根据权利要求12的方法，包括以下步骤：

在形成第二层硅之前通过腐蚀穿过第一掩模在浮栅上形成一侧边，在构图第二层期间腐蚀穿过第二掩模在浮栅上形成另一侧边。

15．一种具有浮栅的半导体器件的制造方法，包括以下步骤：

在衬底上有源区的两个相对侧面上形成隔离氧化物；在有源区中的衬底上形成栅极氧化物；在栅极氧化物上和隔离氧化物的侧面和顶部淀积第一层硅；在第一层硅上形成氮化层；平面化氮化物与隔离区上硅齐平；使用有源区中的氮化物作掩模腐蚀掉隔离区上的硅，在有源区中留下硅形成浮栅；从浮栅上除去氮化物；在浮栅和隔离区上形成介质膜；在介质膜上形成第二层硅；以及构图第二层形成控制栅。

16．根据权利要求15的方法，包括用选自磷、砷和硼组成的组中的掺杂剂掺杂第一层硅的步骤。

17．根据权利要求16的方法，其中通过注入离子穿过氮化层掺杂第一层硅。